세계의 실리콘용 배터리 음극재 시장 2024 : 기업, 종류, 용도, 시장예측

■ 영문 제목 : Global Silicon-based Battery Anode Material Market 2024 by Manufacturers, Regions, Type and Application, Forecast to 2030

Globalinforesearch가 발행한 조사보고서이며, 코드는 GIR2407E47334 입니다.■ 상품코드 : GIR2407E47334
■ 조사/발행회사 : Globalinforesearch
■ 발행일 : 2024년 7월
■ 페이지수 : 약100
■ 작성언어 : 영어
■ 보고서 형태 : PDF
■ 납품 방식 : E메일 (주문후 2-3일 소요)
■ 조사대상 지역 : 글로벌
■ 산업 분야 : 환경/에너지
■ 판매가격 / 옵션 (부가세 10% 별도)
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■ 보고서 개요

조사회사 Global Info Research의 최신 조사에 따르면, 세계의 실리콘용 배터리 음극재 시장 규모는 2023년에 XXX백만 달러로 분석되었으며, 검토 기간 동안 xx%의 CAGR로 2030년까지 XXX백만 달러의 재조정된 규모로 성장이 예측됩니다.
Global Info Research 보고서에는 실리콘용 배터리 음극재 산업 체인 동향 개요, 자동차, 가전 제품, 전동 공구, 기타 응용분야 및 선진 및 개발 도상국의 주요 기업의 시장 현황, 실리콘용 배터리 음극재의 최첨단 기술, 특허, 최신 용도 및 시장 동향을 분석했습니다.

지역별로는 주요 지역의 실리콘용 배터리 음극재 시장을 분석합니다. 북미와 유럽은 정부 이니셔티브와 수요자 인식 제고에 힘입어 꾸준한 성장세를 보이고 있습니다. 아시아 태평양, 특히 중국은 탄탄한 내수 수요와 지원 정책, 강력한 제조 기반을 바탕으로 글로벌 실리콘용 배터리 음극재 시장을 주도하고 있습니다.

[주요 특징]

본 보고서는 실리콘용 배터리 음극재 시장에 대한 포괄적인 이해를 제공합니다. 본 보고서는 산업에 대한 전체적인 관점과 개별 구성 요소 및 이해 관계자에 대한 자세한 통찰력을 제공합니다. 본 보고서는 실리콘용 배터리 음극재 산업 내의 시장 역학, 동향, 과제 및 기회를 분석합니다. 또한, 거시적 관점에서 시장을 분석하는 것이 포함됩니다.

시장 규모 및 세분화: 본 보고서는 판매량, 매출 및 종류별 (예 : SiO/C, Si/C)의 시장 점유율을 포함한 전체 시장 규모에 대한 데이터를 수집합니다.

산업 분석: 보고서는 정부 정책 및 규제, 기술 발전, 수요자 선호도, 시장 역학 등 광범위한 산업 동향을 분석합니다. 이 분석은 실리콘용 배터리 음극재 시장에 영향을 미치는 주요 동인과 과제를 이해하는데 도움이 됩니다.

지역 분석: 본 보고서에는 지역 또는 국가 단위로 실리콘용 배터리 음극재 시장을 조사하는 것이 포함됩니다. 보고서는 정부 인센티브, 인프라 개발, 경제 상황 및 수요자 행동과 같은 지역 요인을 분석하여 다양한 시장 내의 변화와 기회를 식별합니다.

시장 전망: 보고서는 수집된 데이터와 분석을 통해 실리콘용 배터리 음극재 시장에 대한 미래 전망 및 예측을 다룹니다. 여기에는 시장 성장률 추정, 시장 수요 예측, 새로운 트렌드 파악 등이 포함될 수 있습니다. 본 보고서에는 실리콘용 배터리 음극재에 대한 보다 세분화된 접근 방식도 포함됩니다.

기업 분석: 본 보고서는 실리콘용 배터리 음극재 제조업체, 공급업체 및 기타 관련 업계 플레이어를 다룹니다. 이 분석에는 재무 성과, 시장 포지셔닝, 제품 포트폴리오, 파트너십 및 전략에 대한 조사가 포함됩니다.

수요자 분석: 보고서는 실리콘용 배터리 음극재에 대한 수요자 행동, 선호도 및 태도에 대한 데이터를 다룹니다. 여기에는 설문 조사, 인터뷰 및 응용 분야별 (자동차, 가전 제품, 전동 공구, 기타)의 다양한 수요자 리뷰 및 피드백 분석이 포함될 수 있습니다.

기술 분석: 실리콘용 배터리 음극재과 관련된 특정 기술을 다루는 보고서입니다. 실리콘용 배터리 음극재 분야의 현재 상황 및 잠재적 미래 발전 가능성을 평가합니다.

경쟁 환경: 본 보고서는 개별 기업, 공급업체 및 수요업체를 분석하여 실리콘용 배터리 음극재 시장의 경쟁 환경에 대한 통찰력을 제공합니다. 이 분석은 시장 점유율, 경쟁 우위 및 업계 플레이어 간의 차별화 가능성을 이해하는 데 도움이 됩니다.

시장 검증: 본 보고서에는 설문 조사, 인터뷰 및 포커스 그룹과 같은 주요 조사를 통해 결과 및 예측을 검증하는 작업이 포함됩니다.

[시장 세분화]

실리콘용 배터리 음극재 시장은 종류 및 용도별로 나뉩니다. 2019-2030년 기간 동안 세그먼트 간의 시장규모에 대한 정확한 계산 및 예측을 볼륨 및 금액 측면에서 제공합니다.

종류별 시장 세그먼트
– SiO/C, Si/C

용도별 시장 세그먼트
– 자동차, 가전 제품, 전동 공구, 기타

주요 대상 기업
– BTR, Shin-Etsu Chemical, Daejoo Electronic Materials, Shanshan Corporation, Jiangxi Zhengtuo Energy, Posco Chemical, Showa Denko, Chengdu Guibao, Shida Shenghua, Shanghai Putailai (Jiangxi Zichen), Hunan Zhongke Electric (Shinzoom), Shenzhen XFH, iAmetal, IOPSILION, Guoxuan High-Tech, Group14, Nexeon

지역 분석은 다음을 포함합니다.
– 북미 (미국, 캐나다, 멕시코)
– 유럽 (독일, 프랑스, 영국, 러시아, 이탈리아)
– 아시아 태평양 (중국, 일본, 한국, 인도, 동남아시아, 호주)
– 남미 (브라질, 아르헨티나, 콜롬비아)
– 중동 및 아프리카 (사우디아라비아, 아랍에미리트, 이집트, 남아프리카공화국)

본 조사 보고서는 아래 항목으로 구성되어 있습니다.

– 실리콘용 배터리 음극재 제품 범위, 시장 개요, 시장 추정, 주의 사항 및 기준 연도를 설명합니다.
– 2019년부터 2024년까지 실리콘용 배터리 음극재의 가격, 판매량, 매출 및 세계 시장 점유율과 함께 실리콘용 배터리 음극재의 주요 제조업체를 프로파일링합니다.
– 실리콘용 배터리 음극재 경쟁 상황, 판매량, 매출 및 주요 제조업체의 글로벌 시장 점유율이 상세하게 분석 됩니다.
– 실리콘용 배터리 음극재 상세 데이터는 2019년부터 2030년까지 지역별 판매량, 소비금액 및 성장성을 보여주기 위해 지역 레벨로 표시됩니다.
– 2019년부터 2030년까지 판매량 시장 점유율 및 성장률을 종류별, 용도별로 분류합니다.
– 2017년부터 2023년까지 세계 주요 국가의 판매량, 소비금액 및 시장 점유율과 함께 국가 레벨로 판매 데이터를 분류하고, 2025년부터 2030년까지 판매량 및 매출과 함께 지역, 종류 및 용도별로 실리콘용 배터리 음극재 시장 예측을 수행합니다.
– 시장 역학, 성장요인, 저해요인, 동향 및 포터의 다섯 가지 힘 분석.
– 주요 원자재 및 주요 공급 업체, 실리콘용 배터리 음극재의 산업 체인.
– 실리콘용 배터리 음극재 판매 채널, 유통 업체, 고객(수요기업), 조사 결과 및 결론을 설명합니다.

※납품 보고서의 구성항목 및 내용은 본 페이지에 기재된 내용과 다를 수 있습니다. 보고서 주문 전에 당사에 보고서 샘플을 요청해서 구성항목 및 기재 내용을 반드시 확인하시길 바랍니다. 보고서 샘플에 없는 내용은 납품 드리는 보고서에도 포함되지 않습니다.

■ 보고서 목차

■ 시장 개요
실리콘용 배터리 음극재의 제품 개요 및 범위
시장 추정, 주의 사항 및 기준 연도
종류별 시장 분석
– 세계의 종류별 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019 VS 2023 VS 2030)
– SiO/C, Si/C
용도별 시장 분석
– 세계의 용도별 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019 VS 2023 VS 2030)
– 자동차, 가전 제품, 전동 공구, 기타
세계의 실리콘용 배터리 음극재 시장 규모 및 예측
– 세계의 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019 VS 2023 VS 2030)
– 세계의 실리콘용 배터리 음극재 판매량 (2019-2030)
– 세계의 실리콘용 배터리 음극재 평균 가격 (2019-2030)

■ 제조업체 프로필
BTR, Shin-Etsu Chemical, Daejoo Electronic Materials, Shanshan Corporation, Jiangxi Zhengtuo Energy, Posco Chemical, Showa Denko, Chengdu Guibao, Shida Shenghua, Shanghai Putailai (Jiangxi Zichen), Hunan Zhongke Electric (Shinzoom), Shenzhen XFH, iAmetal, IOPSILION, Guoxuan High-Tech, Group14, Nexeon

BTR
BTR 세부 정보
BTR 주요 사업
BTR 실리콘용 배터리 음극재 제품 및 서비스
BTR 실리콘용 배터리 음극재 판매량, 평균 가격, 매출, 총 마진 및 시장 점유율 (2019-2024)
BTR 최근 동향/뉴스

Shin-Etsu Chemical
Shin-Etsu Chemical 세부 정보
Shin-Etsu Chemical 주요 사업
Shin-Etsu Chemical 실리콘용 배터리 음극재 제품 및 서비스
Shin-Etsu Chemical 실리콘용 배터리 음극재 판매량, 평균 가격, 매출, 총 마진 및 시장 점유율 (2019-2024)
Shin-Etsu Chemical 최근 동향/뉴스

Daejoo Electronic Materials
Daejoo Electronic Materials 세부 정보
Daejoo Electronic Materials 주요 사업
Daejoo Electronic Materials 실리콘용 배터리 음극재 제품 및 서비스
Daejoo Electronic Materials 실리콘용 배터리 음극재 판매량, 평균 가격, 매출, 총 마진 및 시장 점유율 (2019-2024)
Daejoo Electronic Materials 최근 동향/뉴스

■ 제조업체간 경쟁 환경
제조업체별 글로벌 실리콘용 배터리 음극재 판매량 (2019-2024)
제조업체별 글로벌 실리콘용 배터리 음극재 매출 (2019-2024)
제조업체별 글로벌 실리콘용 배터리 음극재 평균 가격 (2019-2024)
시장 점유율 분석 (2023년)
실리콘용 배터리 음극재 시장: 전체 기업 풋프린트 분석
– 실리콘용 배터리 음극재 시장: 지역 풋프린트
– 실리콘용 배터리 음극재 시장: 기업 제품 종류 풋프린트
– 실리콘용 배터리 음극재 시장: 기업 제품 용도 풋프린트
신규 시장 진입자 및 시장 진입 장벽
합병, 인수, 계약 및 협업 동향

■ 지역별 소비 분석
지역별 실리콘용 배터리 음극재 시장 규모
– 지역별 실리콘용 배터리 음극재 판매량 (2019-2030)
– 지역별 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)
– 지역별 실리콘용 배터리 음극재 평균 가격 (2019-2030)
북미 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)
유럽 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)
아시아 태평양 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)
남미 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)
중동 및 아프리카 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)

■ 종류별 시장 세분화
종류별 글로벌 실리콘용 배터리 음극재 판매량 (2019-2030)
종류별 글로벌 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)
종류별 글로벌 실리콘용 배터리 음극재 평균 가격 (2019-2030)

■ 용도별 시장 세분화
용도별 글로벌 실리콘용 배터리 음극재 판매량 (2019-2030)
용도별 글로벌 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)
용도별 글로벌 실리콘용 배터리 음극재 평균 가격 (2019-2030)

■ 북미
북미 실리콘용 배터리 음극재 종류별 판매량 (2019-2030)
북미 실리콘용 배터리 음극재 용도별 판매량 (2019-2030)
북미 국가별 실리콘용 배터리 음극재 시장 규모
– 북미 실리콘용 배터리 음극재 국가별 판매량 (2019-2030)
– 북미 실리콘용 배터리 음극재 국가별 소비 금액 (2019-2030)
– 미국 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 캐나다 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 멕시코 시장 규모 및 예측 (2019-2030)

■ 유럽
유럽 실리콘용 배터리 음극재 종류별 판매량 (2019-2030)
유럽 실리콘용 배터리 음극재 용도별 판매량 (2019-2030)
유럽 국가별 실리콘용 배터리 음극재 시장 규모
– 유럽 국가별 실리콘용 배터리 음극재 판매량 (2019-2030)
– 유럽 국가별 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)
– 독일 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 프랑스 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 영국 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 러시아 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 이탈리아 시장 규모 및 예측 (2019-2030)

■ 아시아 태평양
아시아 태평양 실리콘용 배터리 음극재 종류별 판매량 (2019-2030)
아시아 태평양 실리콘용 배터리 음극재 용도별 판매량 (2019-2030)
아시아 태평양 지역별 실리콘용 배터리 음극재 시장 규모
– 아시아 태평양 지역별 실리콘용 배터리 음극재 판매량 (2019-2030)
– 아시아 태평양 지역별 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)
– 중국 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 일본 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 한국 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 인도 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 동남아시아 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 호주 시장 규모 및 예측 (2019-2030)

■ 남미
남미 실리콘용 배터리 음극재 종류별 판매량 (2019-2030)
남미 실리콘용 배터리 음극재 용도별 판매량 (2019-2030)
남미 국가별 실리콘용 배터리 음극재 시장 규모
– 남미 국가별 실리콘용 배터리 음극재 판매량 (2019-2030)
– 남미 국가별 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)
– 브라질 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 아르헨티나 시장 규모 및 예측 (2019-2030)

■ 중동 및 아프리카
중동 및 아프리카 실리콘용 배터리 음극재 종류별 판매량 (2019-2030)
중동 및 아프리카 실리콘용 배터리 음극재 용도별 판매량 (2019-2030)
중동 및 아프리카 국가별 실리콘용 배터리 음극재 시장 규모
– 중동 및 아프리카 국가별 실리콘용 배터리 음극재 판매량 (2019-2030)
– 중동 및 아프리카 국가별 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019-2030)
– 터키 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 이집트 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 사우디 아라비아 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 남아프리카 시장 규모 및 예측 (2019-2030)

■ 시장 역학
실리콘용 배터리 음극재 시장 성장요인
실리콘용 배터리 음극재 시장 제약요인
실리콘용 배터리 음극재 동향 분석
포터의 다섯 가지 힘 분석
– 신규 진입자의 위협
– 공급자의 교섭력
– 구매자의 교섭력
– 대체품의 위협
– 경쟁기업간 경쟁강도

■ 원자재 및 산업 체인
실리콘용 배터리 음극재의 원자재 및 주요 제조업체
실리콘용 배터리 음극재의 제조 비용 비율
실리콘용 배터리 음극재 생산 공정
실리콘용 배터리 음극재 산업 체인

■ 유통 채널별 출하량
판매 채널
– 최종 사용자에 직접 판매
– 유통 업체
실리콘용 배터리 음극재 일반 유통 업체
실리콘용 배터리 음극재 일반 수요 고객

■ 조사 결과

[그림 목록]

- 실리콘용 배터리 음극재 이미지
- 종류별 세계의 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019 & 2023 & 2030)
- 2023년 종류별 세계의 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 시장 점유율
- 용도별 세계의 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019 & 2023 & 2030)
- 2023년 용도별 세계의 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 시장 점유율
- 세계의 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 (2019 & 2023 & 2030)
- 세계의 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 예측 (2019-2030)
- 세계의 실리콘용 배터리 음극재 판매량 (2019-2030)
- 세계의 실리콘용 배터리 음극재 평균 가격 (2019-2030)
- 2023년 제조업체별 세계의 실리콘용 배터리 음극재 판매량 시장 점유율
- 2023년 제조업체별 세계의 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 시장 점유율
- 2023년 상위 3개 실리콘용 배터리 음극재 제조업체(소비 금액) 시장 점유율
- 2023년 상위 6개 실리콘용 배터리 음극재 제조업체(소비 금액) 시장 점유율
- 지역별 실리콘용 배터리 음극재 판매량 시장 점유율
- 지역별 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 시장 점유율
- 북미 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액
- 유럽 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액
- 아시아 태평양 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액
- 남미 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액
- 중동 및 아프리카 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액
- 세계의 종류별 실리콘용 배터리 음극재 판매량 시장 점유율
- 세계의 종류별 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 시장 점유율
- 세계의 종류별 실리콘용 배터리 음극재 평균 가격
- 세계의 용도별 실리콘용 배터리 음극재 판매량 시장 점유율
- 세계의 용도별 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 시장 점유율
- 세계의 용도별 실리콘용 배터리 음극재 평균 가격
- 북미 실리콘용 배터리 음극재 종류별 판매량 시장 점유율
- 북미 실리콘용 배터리 음극재 용도별 판매 수량 시장 점유율
- 북미 실리콘용 배터리 음극재 국가별 판매 수량 시장 점유율
- 북미 실리콘용 배터리 음극재 국가별 소비 금액 시장 점유율
- 미국 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 캐나다 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 멕시코 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 유럽 실리콘용 배터리 음극재 종류별 판매량 시장 점유율
- 유럽 실리콘용 배터리 음극재 용도별 판매량 시장 점유율
- 유럽 실리콘용 배터리 음극재 국가별 판매량 시장 점유율
- 유럽 실리콘용 배터리 음극재 국가별 소비 금액 시장 점유율
- 독일 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 프랑스 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 영국 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 러시아 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 이탈리아 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 아시아 태평양 실리콘용 배터리 음극재 종류별 판매량 시장 점유율
- 아시아 태평양 실리콘용 배터리 음극재 용도별 판매량 시장 점유율
- 아시아 태평양 실리콘용 배터리 음극재 지역별 판매 수량 시장 점유율
- 아시아 태평양 실리콘용 배터리 음극재 지역별 소비 금액 시장 점유율
- 중국 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 일본 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 한국 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 인도 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 동남아시아 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 호주 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 남미 실리콘용 배터리 음극재 종류별 판매량 시장 점유율
- 남미 실리콘용 배터리 음극재 용도별 판매량 시장 점유율
- 남미 실리콘용 배터리 음극재 국가별 판매 수량 시장 점유율
- 남미 실리콘용 배터리 음극재 국가별 소비 금액 시장 점유율
- 브라질 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 아르헨티나 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 중동 및 아프리카 실리콘용 배터리 음극재 종류별 판매량 시장 점유율
- 중동 및 아프리카 실리콘용 배터리 음극재 용도별 판매량 시장 점유율
- 중동 및 아프리카 실리콘용 배터리 음극재 지역별 판매량 시장 점유율
- 중동 및 아프리카 실리콘용 배터리 음극재 지역별 소비 금액 시장 점유율
- 터키 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 이집트 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 사우디 아라비아 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 남아프리카 공화국 실리콘용 배터리 음극재 소비 금액 및 성장률
- 실리콘용 배터리 음극재 시장 성장 요인
- 실리콘용 배터리 음극재 시장 제약 요인
- 실리콘용 배터리 음극재 시장 동향
- 포터의 다섯 가지 힘 분석
- 2023년 실리콘용 배터리 음극재의 제조 비용 구조 분석
- 실리콘용 배터리 음극재의 제조 공정 분석
- 실리콘용 배터리 음극재 산업 체인
- 직접 채널 장단점
- 간접 채널 장단점
- 방법론
- 조사 프로세스 및 데이터 소스

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※참고 정보

실리콘 기반 배터리 음극재는 차세대 에너지 저장 장치 개발에 있어 핵심적인 역할을 수행할 잠재력을 가진 소재입니다. 전통적으로 전기자동차 및 휴대용 전자기기 등에 널리 사용되어 온 리튬이온배터리의 음극재는 주로 흑연을 사용해 왔습니다. 그러나 흑연은 이론적인 용량이 약 372 mAh/g으로 제한적이어서, 배터리의 에너지 밀도를 더욱 높이는 데 한계가 있었습니다. 이러한 상황에서 실리콘은 흑연 대비 약 10배에 달하는 매우 높은 이론적 용량(약 3,579 mAh/g, Li₄.₄Si 기준)을 가지므로, 차세대 고용량 배터리 구현을 위한 유망한 음극재 후보로 주목받고 있습니다.

실리콘 기반 음극재의 가장 큰 특징은 앞서 언급한 압도적인 높은 이론적 용량입니다. 이는 더 적은 부피와 무게로 더 많은 에너지를 저장할 수 있음을 의미하며, 결과적으로 전기자동차의 주행 거리 향상이나 휴대용 전자기기의 사용 시간 연장에 크게 기여할 수 있습니다. 또한, 실리콘은 지구상에 풍부하게 존재하여 자원 확보의 용이성과 가격 경쟁력 측면에서도 이점을 가질 수 있습니다. 더불어, 실리콘은 리튬 이온과의 결합 시 발생하는 부피 팽창이 크지만, 이는 전극 구조 설계 및 소재 복합화 기술을 통해 효과적으로 제어될 수 있습니다.

실리콘 기반 음극재는 크게 순수 실리콘(pure silicon)과 실리콘 복합체(silicon composites)로 구분될 수 있습니다. 순수 실리콘은 이론적인 용량이 매우 높지만, 리튬 이온 삽탈 과정에서 발생하는 극심한 부피 변화(약 300% 이상)로 인해 전극의 구조적 불안정성과 빠른 성능 저하를 야기하는 문제가 있습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 다양한 방식의 실리콘 복합체 연구가 활발히 진행되고 있습니다.

실리콘 복합체는 크게 다음과 같은 형태로 개발되고 있습니다. 첫째, 실리콘-흑연 복합체(Si-graphite composite)는 흑연의 우수한 전기전도성과 구조적 안정성에 실리콘의 높은 용량을 결합하는 방식입니다. 흑연 입자 표면에 실리콘 나노 입자를 코팅하거나, 흑연 매트릭스 내에 실리콘 입자를 분산시키는 형태로 제조됩니다. 이는 실리콘 단독 사용 시 발생하는 부피 변화를 흑연이 완충해주고, 흑연의 전기전도도를 활용하여 전체적인 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 있습니다. 둘째, 실리콘 산화물(silicon oxides, e.g., SiO)을 활용하는 방식입니다. SiO는 약 2,000 mAh/g의 이론적 용량을 가지며, 순수 실리콘보다는 부피 변화가 적고 흑연보다 용량이 높아, 중간 단계의 음극재로 활용될 수 있습니다. 셋째, 나노 구조 실리콘(nanostructured silicon)을 활용하는 것입니다. 실리콘 나노 입자(nanoparticles), 나노 와이어(nanowires), 나노 시트(nanosheets), 나노 튜브(nanotubes) 등 다양한 형태의 나노 구조 실리콘은 표면적 증가를 통해 리튬 이온과의 접촉 면적을 늘리고, 나노 구조 자체의 유연성으로 인해 부피 변화에 더 잘 견딜 수 있어 높은 사이클 안정성을 기대할 수 있습니다. 또한, 이러한 나노 구조는 탄소 소재(그래핀, 탄소 나노튜브 등)와 복합화하여 전기전도성과 기계적 안정성을 더욱 강화하는 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 마지막으로, 실리콘과 금속 산화물 또는 금속 나노 입자와의 복합화(Si-metal oxide/nanoparticle composite)를 통해 실리콘 입자 주변에 안정적인 버퍼층을 형성하거나 전기전도도를 향상시키는 연구도 이루어지고 있습니다.

실리콘 기반 음극재의 주요 용도는 고에너지 밀도 리튬이온배터리 제조입니다. 이는 전기자동차의 주행 거리 증가, 스마트폰, 웨어러블 기기 등 휴대용 전자기기의 사용 시간 연장, 에너지 저장 시스템(ESS)의 효율 향상 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 특히 전기자동차 산업에서는 더 가볍고 오래가는 배터리에 대한 수요가 높기 때문에, 실리콘 기반 음극재의 상용화는 매우 중요한 과제로 인식되고 있습니다.

실리콘 기반 음극재의 성공적인 상용화를 위해서는 몇 가지 해결해야 할 기술적 과제가 존재합니다. 앞서 언급한 리튬 이온 삽탈 시 발생하는 큰 부피 변화로 인한 전극의 팽창 및 수축은 활물질 입자 간의 접촉 불량, 전해액의 분해, 도전재 네트워크의 파괴 등을 유발하여 급격한 용량 감소와 수명 단축을 초래합니다. 이를 해결하기 위해 나노 구조화, 탄소 복합화, 코팅 기술, 바인더 개발 등 다양한 접근 방식이 연구되고 있습니다. 특히, 실리콘 입자가 팽창할 때 발생하는 내부 응력을 효과적으로 완화하고, 리튬 이온의 균일한 분포를 유도하며, SEI(Solid Electrolyte Interphase) 층의 안정성을 유지하는 것이 중요합니다. SEI 층은 전해액이 실리콘 표면과 반응하여 형성되는 피막으로, 이 피막이 불안정하게 형성되거나 계속해서 파괴되고 재형성되는 과정에서 많은 리튬 이온과 전력을 소모하게 됩니다. 따라서 안정적이고 얇은 SEI 층을 형성하는 것이 성능 향상에 필수적입니다.

관련 기술로는 실리콘 나노 입자의 제조 기술, 실리콘과 탄소 소재를 효과적으로 복합화하는 기술, 그리고 이러한 소재를 안정적으로 전극에 구현하기 위한 전극 제조 공정 기술이 있습니다. 또한, 새로운 전해액 첨가제 개발이나 고체 전해질 기술과의 접목도 실리콘 음극재의 성능 향상 및 안전성 확보에 기여할 수 있는 중요한 연구 분야입니다. 나아가, 3D 프레임워크 구조 내에 실리콘을 담지하거나, 다공성 탄소 소재를 활용하여 실리콘 입자들의 부피 변화를 수용할 수 있는 구조를 설계하는 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.

결론적으로, 실리콘 기반 배터리 음극재는 기존 흑연 음극재의 한계를 뛰어넘어 배터리의 에너지 밀도를 혁신적으로 향상시킬 수 있는 핵심 소재입니다. 높은 이론적 용량이라는 장점을 바탕으로 전기자동차 및 휴대용 전자기기 산업의 발전에 크게 기여할 것으로 기대되지만, 부피 변화로 인한 안정성 문제를 극복하기 위한 나노 구조화, 탄소 복합화 등 다양한 기술 개발이 여전히 중요한 과제로 남아 있습니다. 이러한 기술적 난제들을 성공적으로 해결함으로써 실리콘 음극재는 차세대 에너지 저장 기술의 상용화를 앞당기는 데 결정적인 역할을 수행할 것입니다.
※본 조사보고서 [세계의 실리콘용 배터리 음극재 시장 2024 : 기업, 종류, 용도, 시장예측] (코드 : GIR2407E47334) 판매에 관한 면책사항을 반드시 확인하세요.
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